一種不同正態母體試驗數據的轉換方法

2023-07-26 06:24:01

專利名稱：一種不同正態母體試驗數據的轉換方法
技術領域：
本發明涉及一種來自不同正態母體試驗數據轉換為同一正態母體試驗數據的轉 換方法。
背景技術：
目前，不同正態母體試驗數據之間常用的轉換方法為設一種發射裝置的正態性能參數在環境條件A下的試驗數據Ix1, x2，-,xj來自 正態母體V1-Nh1, O12),在環境條件B下的試驗數據{yi，y2，…，ym}來自正態母體V2 Ν(μ2，022)，且V1和V2相互獨立；定義環境條件A和環境條件B下的正態環境因子為(k，
b)，其中為伸縮因子，6 = A-^「夠為平移因子；則由{Xl，&，…，^J和{yi，y2，…，
ym}兩組試驗數據可以獲得k和b的點估計為i= 4"」 _ 。其中
V ^2 b = x-l^,
1 「 1 「X = —= ~一無)2
J mJ my =-Y^yiiS22 =^Σ(兄-刃2則利用公式；C = & +如卩可將環境條件B下的試驗數據轉換為環境條件A下的試 驗數據，即將試驗數據{Xl，X2,…，XnI和{yi，γ2,…，yj轉換為{Xl，X2,…，Xn, Χη+1,…，
Xn+m} ο然而，在上述發射裝置的性能參數(服從正態分布)的試驗數據中，包含了多種環 境條件下獲得的試驗數據，由於在各環境條件下的試驗次數較少，正態環境因子的估計精 度較差，因此在使用正態環境因子對試驗數據進行折算時，其誤差也較大，特別是在某些環 境條件下的試驗常常只進行一次試驗，此時，無法估計其正態環境因子，從而不能有效利用 試驗數據對該性能參數進行可靠性評估。

發明內容
本發明要解決的技術問題是產品的性能參數在各環境條件下的試驗數據少甚至 為單個試驗數據，使得用於轉換試驗數據的正態環境因子的估計精度較差甚至無法估計的 問題，提供了一種基於Monte-Carlo仿真技術的不同正態母體試驗數據的轉換方法。本發明的技術方案是一種不同正態母體試驗數據的轉換方法，將與試驗數據有 關的函數隨機化，利用Monte-Carlo仿真技術獲得各正態母體下的大量模擬試驗數據，然 後利用這些模擬試驗數據估計用於不同正態母體試驗數據轉換的正態環境因子，完成不同 正態母體之間小樣本試驗數據之間的轉換。所述利用這些模擬試驗數據估計用於不同正態母體試驗數據轉換的正態環境因 子，完成不同正態母體之間單個樣本試驗數據之間的轉換。
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具體步驟如下首先，根據產品的設計理論建立性能參數與其影響因素之間的函 數方程；其次，分析確定影響性能參數的主要因素並將其隨機化，從而將該函數方程隨機 化；然後，利用Monte-Carlo仿真技術和該函數方程分別對各環境條件下的性能參數產生 過程進行仿真，獲得各環境條件下性能參數的大量仿真試驗數據；然後，利用這些仿真試驗 數據對用於各環境條件下試驗數據轉換的正態環境因子進行估計，在仿真次數N較大(N> 1000次)時，正態環境因子(伸縮因子k和平移因子b)的估計將十分精確，當N —c 時，所 得到的正態環境因子將收斂於真值；最後，利用Monte-Carlo仿真所獲得的正態環境因子， 按照背景技術中介紹的轉換方法，即可完成對來自不同正態母體試驗數據的轉換。本發明的有益效果是，利用Monte-Carlo仿真技術獲得用於不同正態母體試驗數 據轉換的正態環境因子估計，解決了因產品的性能參數在各環境條件下的試驗數據少甚至 為單個試驗數據，使得用於轉換試驗數據的正態環境因子的估計精度較差甚至無法估計的 問題，本發明一方面可以獲得足夠的試驗數據以達到性能參數可靠性評估的要求，另一方 面避免了為獲取足夠的可靠性評估數據而增加產品系統試驗次數的需要，從而節約了大量 的研製經費和研製時間。
具體實施例方式實施例一種發射裝置的工作輸出以其性能參數V表示，通過設計分析，確定影響其性能 參數的因素有火藥出廠燃速、火藥貯存天數、火藥初溫、壓差係數、冷卻水初溫、發射裝置工 作深度、底部空氣初溫、發射裝置重量、初始容積當量長度、摩擦係數等。根據發射裝置的設 計理論可建立性能參數V與上述諸因素之間的函數方程為V = F(u0，t，Tt, λ，T1, H，Ta, Μ, 1, f)其中Utr火藥出廠燃速值，其服從正態分布；t-火藥貯存天數，服從均勻分布；Tt-火藥初溫，服從正態分布；λ-壓差係數，在給定了噴水孔數η條件下，服從正態分布；T1-冷卻水初溫，服從均勻分布；H-發射裝置工作深度，服從均勻分布；Ta-底部空氣初溫，服從正態分布；M-發射裝置重量，服從正態分布；1-初始容積當量長度，服從正態分布；f_摩擦係數，服從正態分布。根據所建立的函數方程和有關因素分析，可對正態環境因子進行仿真計算，以仿 真計算將環境條件B下的試驗數據轉換為環境條件A下的試驗數據的正態環境因子為例， 仿真步驟如下a)根據環境條件A的條件，對於發射裝置的工作深度(H)、火藥貯存天數⑴和噴 水孔數(η)，利用Monte-Carlo方法對火藥出廠燃速值、火藥初溫、壓差係數、冷卻水初溫、 底部空氣初溫、發射裝置重量、初始容積當量長度和摩擦係數等因素產生隨機數；b)以產生的隨機數作為各因素的輸入值，利用所建立的函數方程計算環境條件A下的性能參數模擬值；c)對上述仿真過程重複N次，得到環境條件A下的性能參數數據為Xl，x2，-,xN,
並計算
權利要求
1.一種不同正態母體試驗數據的轉換方法，其特徵在於將與試驗數據有關的函數隨 機化，利用Monte-Carlo仿真技術獲得各正態母體下的大量模擬試驗數據，然後利用這些 模擬試驗數據估計用於不同正態母體試驗數據轉換的正態環境因子，完成不同正態母體之 間小樣本試驗數據之間的轉換。
2.根據權利要求1所述的不同正態母體試驗數據的轉換方法，其特徵在於所述利用 這些模擬試驗數據估計用於不同正態母體試驗數據轉換的正態環境因子，完成不同正態母 體之間單個樣本試驗數據之間的轉換。
3.根據權利要求1或2所述的不同正態母體試驗數據的轉換方法，其特徵在於所述 轉換方法的步驟如下(1)建立產品的性能參數與影響因素之間的函數方程；(2)分析確定影響性能參數的主要因素並將其隨機化，將該函數方程隨機化；(3)利用Monte-Carlo仿真技術和步驟(1)中的函數方程分別對各環境條件下的性能 參數產生過程進行仿真，得到各環境條件下性能參數的大量仿真試驗數據；(4)利用步驟(3)中的仿真試驗數據對用於各環境條件下試驗數據轉換的正態環境因 子進行估計，在仿真次數N > 1000次時，正態環境因子的估計十分精確，當N—c 時，所得 到的正態環境因子將收斂於真值；(5)利用Monte-Carlo仿真所獲得的正態環境因子，按照常用的不同正態母體試驗數 據的轉換方法，完成對來自不同正態母體試驗數據的轉換。
4.根據權利要求3所述的不同正態母體試驗數據的轉換方法，其特徵在於所述步驟 (4)中的正態環境因子為伸縮因子k和平移因子b。
全文摘要
本發明公開了一種不同正態母體試驗數據的轉換方法，將與試驗數據有關的函數隨機化，利用Monte-Carlo仿真技術獲得各正態母體下的大量模擬試驗數據，然後利用這些模擬試驗數據估計用於不同正態母體試驗數據轉換的正態環境因子，完成不同正態母體之間小樣本試驗數據之間的轉換。本發明的有益效果是，利用Monte-Carlo仿真技術獲得用於不同正態母體試驗數據轉換的正態環境因子估計，一方面可以獲得足夠的試驗數據以達到性能參數可靠性評估的要求，另一方面避免了為獲取足夠的可靠性評估數據而增加產品系統試驗次數的需要，從而節約了大量的研製經費和研製時間。
文檔編號G06F17/50GK102110185SQ20091022761
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優先權日2009年12月23日
發明者劉來龍, 盧丙舉, 強新偉, 汪太琨, 王康寧, 謝超 申請人:中國船舶重工集團公司第七一三研究所